• 한국재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.175-182
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• 2019

This study examines paraelectric $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ (BZN), which has no hysteresis and high dielectric strength, for energy density capacitor applications. To increase the breakdown dielectric strength of the BZN film further, poly(vinylidene fluoride) BZN-PVDF composite film is fabricated by aerosol deposition. The volume ratio of each composition is calculated using dielectric constant of each composition, and we find that it was 12:88 vol% (BZN:PVDF). To modulate the structure and dielectric properties of the ferroelectric polymer PVDF, the composite film is heat-treated at $200^{\circ}C$ for 5 and 30 minutes following quenching. The amount of ${\alpha}-phase$ in the PVDF increases with an increasing annealing time, which in turn decreases the dielectric constant and dielectric loss. The breakdown dielectric strength of the BZN film increases by mixing PVDF. However, the breakdown field decreases with an increasing annealing time. The BZN-PVDF composite film has the energy density of $4.9J/cm^3$, which is larger than that of the pure BZN film of $3.6J/cm^3$.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.1-5
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• 2019

본 연구에서는 액상가압성형공정을 이용하여 고체적률 $TiB_2$ 입자가 균일하게 분산된 알루미늄 복합재료를 제조하고 미세조직과 기계적 물성을 분석하였다. 제조된 알루미늄 복합재료 내에 $TiB_2$는 약 56 Vol.% 존재하였으며 Al1050 기지재 내부에 $TiB_2$ 세라믹 강화재의 균일한 분산에 의한 분산강화 효과로 경도는 230.5 Hv로써 기지재(Al1050) 대비 약 10배, 인장강도는 306.4 MPa로 약 4.5배, 압축항복강도는 581.7 MPa로 약 9.8배 증가하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제37권6호
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• pp.433-441
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• 2021

The aim of this study was to optimize the ozonation and ceramic membrane integrated process for greywater reclamation. The integrated process is a repeated sequential process of filtration and backwash with the same ceramic membrane. Also, this study used ozone and oxygen gas for the backwashing process to compare backwashing efficiency. The study results revealed that the optimum filtration and backwash time for the process was 10 minutes each when comparing the filtrate flow and membrane recovery rate. The integrated process was operated at three different operating conditions with i) 10 minutes for filtration and 10 minutes for ozonation, ii) 10 minutes for filtration and 10 minute for oxygen aeration, and iii) continuous filtration without any aeration for synthetic greywater. The integrated process with ozone backwashing could produce 0.55 L/min of filtrate with an average of 18.42% permeability recovery, while the oxygen backwashing produced 0.47 L/min and 6.26%, respectively. And without any backwashing, the integrated process could produce 0.29 L/min. This shows that the ozone backwash process is capable of periodically recovering from membrane fouling. The resistance of the fouled membrane was approximately 34.4% for the process with ozone backwashing, whereas the resistance was restored by 10.8% for the process with oxygen backwashing. Despite the periodical ozone backwashing and chemical cleaning, irreversible fouling gradually increased approximately 3 to 4%. Approximately 97.6% and 15% turbidity and TOC were removed by ceramic membrane filtration, respectively. Therefore, the integrated process with ozonation and ceramic membrane filtration is a potential greywater treatment process.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.148-157
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• 2019

본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$와 $SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권5호
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• pp.494-500
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• 2003

금속 제련공정에서 배출되는 특정폐기물인 EAF(Electrical Arc furnace) dust를 점토와 혼합하여 건축용 벽돌을 제조함에 있어 A1203의 첨가가 소결범위에 미치는 영향을 연구하였다. $Al_2$O$_3$ 첨가되지 않은 시편은 1200-125$0^{\circ}C$에서 과량의 액상에 의해 기포가 형성되고 개기공(open pores)이 감소함으로 겉보기 밀도가 크게 감소하였으며 125$0^{\circ}C$ 이상에서는 기포가 시편 외부로 소멸되어 흡수율이 증가되었다. 그러나 $Al_2$O$_3$가 첨가된 Clay-Dust 계 소결체는 1200-125$0^{\circ}C$ 구간에서 소결온도에 따른 밀도 변화율이 크게 감소되었고, 125$0^{\circ}C$ 이상에서는 흡수율(%)의 증가율이 둔화되었다. $Al_2$O$_3$가 첨가되지 않은 시편은 1275$^{\circ}C$에서 소결된 경우 cristobalite상이 주된 상인 반면, mullite(3Al$_2$O$_3$ 2SiO$_2$)상은 소량 합성되었고, 원료성분인 hematite(FeAl$_2$O$_4$)는 소멸되지 않아 액상이 과량 생성되는 조성임을 확인하였다. 반면 $Al_2$O$_3$가 l5 wt% 첨가된 시편의 경우, 1275$^{\circ}C$에서 cristobalite는 완전 소멸되고 mullite상이 합성되어 주상이 되며, hematite 상이 일부 AI$_2$O$_3$와 반응하여 hercynite(FeAl$_2$O$_4$)상을 형성하여 액상 생성량이 많지 않을 것으로 분석되었다. 이상의 결과로부터 Clay-Dust계에 $Al_2$O$_3$를 첨가하면 액상의 발생량과 특성 및 결정상 종류를 변화시켜줌으로써 시편물성의 변화율을 감소시켜 소결온도 범위를 넓히는 효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권2호
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• pp.206-211
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• 2003

Sol-gel 공정으로 제조된 YMnO$_3$박막의 결정상과 강유전특성에 미치는 기판종류와 버퍼층의 영향에 대하여 고찰하였다. Si(1OO) 기판위에는 hexagonal YMnO$_3$이 형성되었으나 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판위에는 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 함께 형성되었다. 기판위에 미리 $Y_2$O$_3$버퍼층을 형성시킨 경우에는 Si(100)와 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 두가지 기판 모두 단일 hexagonal YMnO$_3$이 성장하였으며, 특히 c-축 배향성이 향상되었다. 박막내에 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 혼재된 시편보다는 hexagonal 단일상이 형성된 시편이, 또한 단일상 시편중에서도 c-축 우선배향성이 좋은 시편이 그렇지 않은 시편에 비해 누설전류밀도 특성이 우수하였다. YMnO$_3$박막의 잔류분극값은 Si(100)기판을 사용했을 경우, 버퍼층 없이 제조된 시편은 0.14, 버퍼층이 삽입된 시편은 0.24$\mu$C/$ extrm{cm}^2$의 값을 나타내었다 한편 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판의 경우, 버퍼층 없이 형성된 YMnO$_3$시편은 이력곡선을 보여주지 못하였고, 버퍼층이 삽입된 시편은 1.14$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류분극값을 나타내었다. 이상의 연구를 통하여 기판의 종류와 $Y_2$O$_3$버퍼층 삽입으로 YMnO$_3$박막의 결정상과 배향성을 제어함으로서 박막시편의 누설전류밀도 특성 및 강유전특성을 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.231-239
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• 2000

본 연구는 $A_2O$ 공정을 적용한 고정생물막법을 이용하여 고농도의 총무기성질소(TIN) 유입으로 인해 C/N비가 낮은 폐수를 처리하기 위하여 최적의 운전조건 탐색과 생물학적 호기탈질을 평가하였다. 혐기조와 무산소조에 세라믹 여재를 그리고 호기조에 PVC 여재를 충전한 실험장치는 C/N(TOC/TIN)비를 0.5로 일정하게 유지하고 알칼리도를 변화시켜 실험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 유기물제거는 운전조건에 관계없이 96.0% 이상의 높은 제거효율을 얻었다. 유입수의 알칼리도를 약 1210mg/L(Run 5)로 운전하였을 때, $NH_4{^+}-N$와 총 질소 평균 제거효율은 각각 93.5%, 81.8%이었으며, 제거된 총 질소 중 64.9%가 호기조에서 생물학적 탈질에 의해서 제거되었다. 호기조에서 물질수지를 이용하여 질소와 알칼리도를 분석한 결과, 1mg의 $NO_2{^-}-N$가 탈질에 의해 제거될 때 2.49~3.46mg의 알칼리도가 생성되었다. 호기조에서의 생물학적 탈질은 ${\Delta}TOC/{\Delta}DEN$의 이론적인 비 1.22보다 낮은 0.84(Run 5)에서 일어났다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.1217-1223
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• 2007

5.8 GHz의 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 시스템을 사용하는 ITS(Intelligent Transport System)에 전자파 환경 문제가 발생하면서 광각 경사 입사 대책용 전파 흡수체의 사용이 요구된다. 5.8 GHz 주파수에서 경사 입사된 전파에 대해 낮은 반사 손실을 보이는 2층형의 전파 흡수체(유전 복합 재료/자성 복합 재료)를 설계하였다. 흡수층에는 iron flake를 filler로 사용하였다. 임피던스 정합 기능의 표면층에는 유전상수가 낮은 carbon black을 사용하였다. 각 층의 sheet는 일반적인 세라믹 혼합물 제조 공정에 의해 제작되었고, 지지재로는 가황고무를 사용하였다. 전송 선로 이론에 근거하여 TE(Transverse Electric)와 TM(Transverse Magnetic) 편파에 대해 입사각을 변화시키며 반사 손실을 계산하였고, 자유공간법에 의해 반사 전력을 실측하였다. 입사각 $55^{\circ}$까지 낮은 반사 손실(-10 dB 이하)을 갖는 2층형 흡수체가 설계되었다. 자유공간법에 의한 반사 전력의 실측치가 이론적 계산치와 비슷한 값을 보여 설계 방법의 타당성을 입증할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-68
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• 2007

EMI filter와 같은 적층형 세라믹 제조 시 공정 상 많은 문제점이 야기된다. 특히 표면과 계면에서의 crack, camber, delamination 같은 결함이 없는 적층체를 얻기 위해 서로 다른 두 재료의 동시 소성에 의한 수축율 조절이 필수적이다. 본 연구에서는 ferrite의 분체 특성을 통해 varistor/ferrite의 동시소성 거동을 연구하였다. ferrite 분말을 각각 24시간, 48시간, 72시간 분쇄하여 varistor와 ferrite 각각의 슬러리를 제조하고 doctor blade법으로 green sheet를 제조하였다. 슬러리는 분말 55wt(%)에 binder solution 45wt(%)로 혼합하여 제조하였다. Varistor와 ferrite green sheet는 $80 kg/cm^2$로 적층하여 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 3시간 소결 하였다. 그 결과 분쇄시간과 소결온도 조절로 결함이 없는 동시 소성된 ferrite/varistor 적층체를 제조 할 수 있었다.